Tác động tiêu cực của trang trại heo đến môi trường hồ Laguna ở Philippines

Chuyên khảo môi trường phân tích Luận văn potential adverse effects of swine farms to the laguna lake environment philippines, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng

• Tác giả: Rosette Princess Rubina Dela Torre
• Người hướng dẫn: Dr. Macandog
• Trường học: Thai Nguyen University
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Potential Adverse Effects of Swine Farms to the Laguna Lake Environment, Philippines
• Loại tài liệu: Bachelor Thesis
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENT
• ABSTRACT
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• 1. PART I: RESEARCH RATIONALE
• 1.1. Significance of the Study
• 1.2. Research Objectives
• 1.3. Research Questions and Hypotheses
• 1.4. Scope and Limitations
• 1.5. Definition of Terms
• 2. SWINE INDUSTRY IN THE PHILIPPINES
• 2.1. Swine Manure Production as Excreted
• 2.2. Swine Waste Management
• 2.3. Local Livestock Raising Practices
• 2.4. Utilization of Waste
• 3. LATEST RECORD OF SWINE POPULATION IN LAGUNA
• 4. RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Distribution of Backyard and Commercial Swine Raisers
• 4.2. Swine Waste Management Practices of Backyard and Commercial Swine Farms
• 4.2.1. Solid Waste Disposal and Management
• 4.2.2. Liquid Waste Disposal and Management
• 4.2.3. Management of Cleaning Pens
• 4.3. Amounts of Swine Waste and Corresponding Pollutants Discharged by Backyard and Commercial Swine Raisers to Laguna Lake
• 4.3.1. Calculation for Excreted Feces
• 4.3.2. Daily Feces Production as Excreted
• 4.3.3. Daily Urine Production as Excreted
• 4.4. Issues Facing the Swine Industry That Could Have Potential Adverse Effects on Water Quality of Laguna Lake
• 4.4.1. Nearby Bodies of Water in Surveyed Swine Farms
• 4.4.2. Water Quality Perception
• 5. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS
• APPENDIX
• REFERENCES

Tóm tắt

I. Tác động tiêu cực của trang trại lợn đến môi trường hồ Laguna

Nghiên cứu này chỉ ra rằng swine farms đang gia tăng nhanh chóng tại Laguna, Philippines, dẫn đến việc thải ra một lượng lớn chất thải có thể gây ra nhiều adverse effects cho môi trường xung quanh, đặc biệt là hồ Laguna. Việc gia tăng số lượng lợn không chỉ làm tăng áp lực lên water quality mà còn gây ecosystem disruption. Theo nghiên cứu, khoảng 80% trang trại lợn không có hệ thống xử lý chất thải, khiến chất thải được thải trực tiếp vào các dòng nước gần đó, góp phần vào ô nhiễm nguồn nước và suy giảm chất lượng môi trường. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, "Việc quản lý chất thải không đúng cách từ các trang trại lợn là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm chất lượng nước của hồ Laguna."

1.1. Phân bố không gian của các trang trại lợn

Nghiên cứu đã xác định được sự phân bố của các trang trại lợn ở Laguna, với sự hiện diện của cả backyard và commercial swine raisers. Các trang trại này chủ yếu tập trung ở các khu vực gần hồ Laguna, nơi có mật độ dân số cao và hoạt động nông nghiệp mạnh mẽ. Việc này không chỉ làm tăng lượng chất thải mà còn gây áp lực lên biodiversity trong khu vực. Theo báo cáo, "Sự gia tăng các trang trại lợn đã dẫn đến sự cạnh tranh về tài nguyên, ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của các hệ sinh thái địa phương."

1.2. Quản lý chất thải từ trang trại lợn

Quản lý chất thải từ các trang trại lợn là một thách thức lớn. Phần lớn các trang trại sử dụng chất thải rắn như phân bón, nhưng thực tế cho thấy rằng nhiều trang trại nhỏ và vừa không có hệ thống xử lý hiệu quả. Việc sử dụng biogas digesters, bể phốt hoặc hệ thống ao chứa chất thải là phổ biến nhưng không đủ để xử lý lượng chất thải khổng lồ. Một nghiên cứu cho biết, "Phương pháp xử lý chất thải không đầy đủ đang góp phần làm ô nhiễm nguồn nước và làm giảm chất lượng môi trường tại hồ Laguna."

1.3. Tác động đến chất lượng nước của hồ Laguna

Chất lượng nước của hồ Laguna đang bị đe dọa nghiêm trọng do việc thải chất thải từ các trang trại lợn. Nghiên cứu cho thấy rằng, chất thải từ trang trại lợn có thể chứa các chất ô nhiễm như nutrient runoff và vi sinh vật có hại, ảnh hưởng đến aquatic life. Theo các chuyên gia, "Sự gia tăng ô nhiễm từ chất thải lợn có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, làm giảm lượng oxy trong nước và gây hại cho các sinh vật thủy sinh."

1.4. Đề xuất chính sách và thực hành nông nghiệp bền vững

Để giảm thiểu tác động tiêu cực từ các trang trại lợn, cần có các chính sách quản lý chất thải hiệu quả hơn. Các khuyến nghị bao gồm việc áp dụng sustainable farming và cải thiện animal waste management. Việc tăng cường environmental regulations có thể giúp bảo vệ chất lượng nước và sức khỏe cộng đồng. Một chuyên gia cho biết, "Chỉ có thông qua các biện pháp quản lý hiệu quả, chúng ta mới có thể bảo vệ hồ Laguna và các cộng đồng xung quanh khỏi những tác động tiêu cực từ ngành chăn nuôi lợn."

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi heo là một trong những phân ngành nông nghiệp có tốc độ tăng trưởng nhanh và ổn định nhất tại Philippines, đóng góp khoảng 82,1% tổng giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi quốc gia (theo số liệu của PSA năm 2015) và xếp thứ 8 trên thế giới về sản lượng cũng như đàn heo giống vào năm 2016. Chăn nuôi heo giữ vị trí hoạt động kinh tế lớn thứ hai trong khu vực nông nghiệp của Philippines, chỉ đứng sau sản xuất lúa gạo, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo sinh kế và việc làm cho khu vực nông thôn. Đàn heo toàn quốc tập trung chủ yếu tại Vùng 3 (Trung Luzon) và Vùng 4-A (CALABARZON), chiếm tới hơn 30% tổng đàn cả nước. Trong đó, tỉnh Laguna thuộc Vùng 4-A là địa bàn có mật độ chăn nuôi thâm canh cao, xếp thứ hai toàn quốc về quy mô chăn nuôi nông hộ và xếp thứ tư về quy mô thương mại.

Sự phát triển nhanh chóng của các trang trại chăn nuôi heo tại Laguna đi liền với áp lực môi trường gia tăng nghiêm trọng đối với lưu vực hồ Laguna (Laguna de Bay) – hồ nước ngọt lớn nhất Philippines. Khoảng 80% các cơ sở chăn nuôi heo tại đây không có hệ thống xử lý chất thải đạt chuẩn. Thói quen xả trực tiếp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng chưa qua xử lý vào các kênh, rạch, sông suối nhánh đã biến các trang trại nông hộ và thương mại thành các nguồn thải gây suy giảm chất lượng nước mặt, phát tán mùi hôi, thúc đẩy phú dưỡng hóa nguồn nước và ảnh hưởng xấu đến đời sống cộng đồng dân cư lân cận. Cơ quan Phát triển Hồ Laguna (LLDA, 2008) chỉ ra rằng chất thải chăn nuôi là nguồn phát thải dinh dưỡng lớn thứ ba vào hồ, với khối lượng nước thải ước tính 2.500 $\text{m}^3$/ngày, lượng xả tải BOD khoảng 153.000 kg/năm và tiềm năng phú dưỡng hóa lên tới 1.193,3 tấn.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Rosette Princess Rubina Dela Torre (niên khóa 2013–2017, chuyên ngành Khoa học và Quản lý Môi trường, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ và câu hỏi nghiên cứu cụ thể sau:

1. Xác định phân bố không gian của người chăn nuôi heo quy mô nông hộ và quy mô thương mại tại các đô thị, thành phố bao quanh hồ Laguna.
2. Định lượng lượng chất thải heo và các chất ô nhiễm tương ứng (tổng chất rắn - TS, nitơ - N, photpho - P, kali - K) phát thải từ các cơ sở chăn nuôi vào hồ Laguna.
3. Ghi nhận và đánh giá thực trạng các biện pháp quản lý chất thải (chất thải rắn và chất thải lỏng) của các trang trại chăn nuôi heo nông hộ và thương mại tại Laguna.
4. Nhận diện và phân tích các vấn đề khó khăn mà ngành chăn nuôi heo đang đối mặt có thể gây tác động tiêu cực đến chất lượng nước hồ Laguna và sức khỏe cộng đồng.
5. Đề xuất các khuyến nghị chính sách về quản lý chất thải phù hợp cho từng quy mô chăn nuôi (nông hộ, thương mại nhỏ, thương mại vừa).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các cơ sở chăn nuôi heo phân theo 3 quy mô: nông hộ (Backyard: $\le 20$ con trưởng thành), thương mại nhỏ (Small Commercial: 21–999 con), và thương mại vừa (Medium Commercial: 1.000–9.999 con); cùng các phương thức thu gom, xử lý, thải bỏ chất thải rắn, chất thải lỏng và dư lượng dinh dưỡng sinh ra.
• Phạm vi không gian: Khảo sát tại 14 trên tổng số 30 đô thị/thành phố thuộc tỉnh Laguna (bao gồm 9 đô thị ven hồ: Biñan, Cabuyao, Bay, Victoria, Pila, Santa Cruz, Kalayaan, Famy, Siniloan; và 5 đô thị vùng nội địa: Nagcarlan, Liliw, Majayjay, Luisiana, Pagsanjan) với 29 đơn vị cấp cơ sở (barangay).
• Phạm vi thời gian: Thu thập dữ liệu thực địa từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và các khái niệm sử dụng

Khóa luận xây dựng nền tảng lý luận dựa trên các đặc tính sinh hóa của chất thải chăn nuôi heo và cơ chế lan truyền ô nhiễm môi trường nước:

• Đặc tính chất thải heo: Chất thải chăn nuôi heo là hỗn hợp phức tạp của phân, nước tiểu, thức ăn thừa và nước vệ sinh chuồng trại. Tỷ lệ bài tiết tự nhiên trung bình được xác định gồm 60% phân (chất rắn) và 40% nước tiểu (chất lỏng) (Hamilton và cộng sự, 2015; Makara & Kowalski, 2015). Trong đó, phần chất rắn chứa phần lớn photpho không tan (chiếm 74–87% tổng P) và các hợp chất hữu cơ; phần lỏng chứa các hợp chất nitơ hòa tan (amoniac, amoni, nitrat) và kali (Lorimor và cộng sự, 2004; Lens và cộng sự, 2007; Bertora và cộng sự, 2008).
• Cơ chế tác động môi trường: Sự xả thải trực tiếp chất thải giàu nitơ và photpho làm tăng tốc độ phú dưỡng hóa các thủy vực, dẫn tới bùng phát tảo lam, sụt giảm oxy hòa tan, gây chết cá hàng loạt và làm suy thoái đa dạng sinh học thủy sinh (Sauriol & Laduc, 2009; Szekielda và cộng sự, 2014). Nồng độ BOD của nước thải chăn nuôi heo dao động từ 2.000 đến 4.400 mg/L (Global Methane Initiative, 2009).
• Tiêu chuẩn và hướng dẫn kỹ thuật: Khóa luận tham chiếu các tiêu chuẩn bài tiết chất thải của Ủy ban Thực hành Kỹ thuật thuộc Hiệp hội Kỹ sư Nông nghiệp Hoa Kỳ (ASAE, 2005), hệ số tính toán tải lượng chất thải của Oklahoma Cooperative Extension Services (Hamilton và cộng sự, 2015), cùng các hướng dẫn kỹ thuật của Cơ quan Phát triển Hồ Laguna (LLDA, 2001) và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Samoa thuộc Mỹ (AS-EPA, 2008).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp mô tả cắt ngang kết hợp định lượng khảo sát và hệ thống thông tin địa lý (GIS):

• Kỹ thuật chọn mẫu: 30 đô thị/thành phố tại Laguna được chia thành 5 cụm (Cluster 1 đến Cluster 5) dựa trên tổng số lượng đàn heo nông hộ (từ $>2.500$ con đến $<300$ con). Tác giả áp dụng phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản để chọn 3 đô thị từ mỗi cụm (riêng Cụm 5 chọn 1 đô thị), lập danh sách khảo sát tại 13 đô thị cho mô hình nông hộ và thương mại nhỏ. Đối với mô hình thương mại vừa, chọn mẫu có chủ đích tại 3 địa bàn (Biñan, Nagcarlan, Liliw) dựa trên sự đồng thuận và điều kiện cấp phép. Tổng dung lượng mẫu đạt $n = 77$ chủ hộ/chủ trang trại chăn nuôi heo.
• Thu thập dữ liệu: Sử dụng phiếu điều tra cấu trúc gồm 5 phần (thông tin chung về trại; ảnh hưởng mùi hôi đến hộ lân cận; thực hành quản lý chất thải rắn, lỏng và vệ sinh chuồng; cảm nhận về chất lượng nguồn nước; kiến nghị giảm thiểu ô nhiễm), kết hợp phỏng vấn sâu cán bộ nông nghiệp địa phương (MAO/CAO) và định vị tọa độ chuồng trại bằng thiết bị GPS Reader.
• Xử lý và phân tích số liệu: Dữ liệu khảo sát được mã hóa và xử lý thống kê mô tả (tần số, tỷ lệ phần trăm, giá trị trung bình) trên phần mềm Microsoft Excel. Bản đồ phân bố không gian và vị trí các trang trại so với hệ thống thủy văn lưu vực hồ Laguna được xây dựng bằng phần mềm ArcGIS (ArcMap 10.2).
• Phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm: Lượng phân, nước tiểu, tổng chất rắn (TS) và hàm lượng các chất dinh dưỡng (N, P, K) được ước tính bằng phương pháp phân tích tỷ lệ (60% phân : 40% nước tiểu) dựa trên khối lượng bài tiết chuẩn cho từng giai đoạn sinh trưởng của heo (heo con cai sữa, heo choai, heo thịt các dải cân nặng, heo hậu bị, nái mang thai, nái nuôi con, đực giống).

Thông số	Dữ liệu sơ cấp	Dữ liệu thứ cấp
Nguồn gốc	Khảo sát trực tiếp 77 hộ chăn nuôi tại 29 barangay; tọa độ GPS chuồng trại; phỏng vấn cán bộ MAO/CAO.	Số liệu thống kê đàn heo từ PVO Santa Cruz, MAO/CAO; tài liệu LLDA, PSA, FAO, BAS, ASAE, EPA.
Nội dung thu thập	Quy mô đàn, phương thức xả thải, tần suất dội chuồng, hóa chất tẩy rửa, khoảng cách tới nguồn nước.	Bản đồ hành chính tỉnh Laguna, hệ số bài tiết dinh dưỡng, nồng độ phát thải BOD, số liệu khí tượng thủy văn.

Nội dung chính theo từng chương

Part I: Bối cảnh, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Nội dung phần này xác lập tính cấp thiết của đề tài khi ngành chăn nuôi heo tại Philippines tăng trưởng 6,45% trong nửa đầu năm 2016 so với cùng kỳ năm 2015. Sự thâm dụng chăn nuôi tại vùng CALABARZON (chiếm 12,69% tổng đàn quốc gia) biến Laguna thành một trong những điểm nóng ô nhiễm. Nghiên cứu công bố các mục tiêu rõ ràng, câu hỏi nghiên cứu và khung giả thuyết, đồng thời chỉ ra phạm vi 14 đô thị đại diện cho hai vùng sinh thái: ven hồ và nội địa.

Part II: Tổng quan tài liệu về ngành chăn nuôi và quản lý chất thải heo

Tác giả tổng hợp bức tranh toàn cảnh về ngành chăn nuôi heo Philippines (với 64% tổng đàn thuộc về chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ). Phần này phân tích cấu trúc bài tiết của heo, thành phần hóa học của phân và nước tiểu, các tác hại của phát thải khí amoniac, rửa trôi photpho và thẩm thấu nitrat vào nước ngầm. Tài liệu điểm lại các nghiên cứu trước đây tại địa phương (Catelo và cộng sự, 2001; Catelo & Narrod, 2008; Macandog và cộng sự), nhấn mạnh thực trạng trên 80% hộ chăn nuôi không có công trình xử lý nước thải và khoảng 68% nước thải chăn nuôi xả thẳng ra nguồn tiếp nhận tự nhiên. Đồng thời, các giải pháp công nghệ như ủ phân compost (AS-EPA), sân phơi phân, hầm ủ khí sinh học (Biogas digester / Tubular Polyethylene Digester - TPED) và hệ thống hồ sinh học (Lagoon system) của LLDA được phân tích chi tiết.

Part III: Phương pháp luận và thiết kế nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình nghiên cứu mô tả cắt ngang, tiêu chí phân 5 cụm đô thị theo mật độ đàn heo và ma trận mẫu khảo sát 77 cơ sở chăn nuôi. Quy trình thu thập dữ liệu bằng bảng hỏi 5 phần, sử dụng thiết bị GPS định vị chuồng trại, lập bản đồ bằng ArcMap 10.2 và phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm giả định dựa trên hệ số bài tiết của Hamilton et al. (2015) được trình bày minh bạch, logic.

Part IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Phân bố của các hộ chăn nuôi heo nông hộ và thương mại

Khảo sát 77 cơ sở chăn nuôi ghi nhận cơ cấu: 46 hộ nông hộ (chiếm 60%), 28 cơ sở thương mại nhỏ (chiếm 36%) và 3 cơ sở thương mại vừa (chiếm 4%).

Loại hình chăn nuôi	Số lượng cơ sở ($n$)	Tỷ lệ (%)	Quy mô đàn trung bình phổ biến	Tổng đàn ghi nhận
Nông hộ (Backyard)	46	60%	9 – 12 con/hộ (chiếm 39% số hộ)	522 con
Thương mại nhỏ (Small Commercial)	28	36%	31 – 45 con/trại (chiếm 39% số trại)	1.519 con
Thương mại vừa (Medium Commercial)	3	4%	1.000 – 9.600 con/trại	11.709 con
Tổng cộng	77	100%	—	13.750 con

Về phân bố địa lý qua bản đồ GIS: 41 cơ sở nằm ở các đô thị ven hồ Laguna (trong đó có 30 hộ nông hộ), 36 cơ sở nằm ở các đô thị nội địa (chiếm ưu thế bởi 18 trang trại thương mại nhỏ).

Thực hành quản lý chất thải rắn và chất thải lỏng

• Quản lý chất thải rắn:
  • Nông hộ: 15/46 hộ tận dụng phân bón cho cây trồng; 13/46 hộ vứt bỏ trực tiếp ra bãi đất trống, kênh rạch và mương thoát nước; một số ít áp dụng ủ phân trùn quế (vermicomposting) hoặc lót rơm chuồng.
  • Thương mại nhỏ: 14/28 trang trại xả vào hầm tự hoại hoặc sử dụng làm phân bón; số còn lại sử dụng hầm biogas hoặc tiếp tục xả thải không kiểm soát.
  • Thương mại vừa: 2/3 trang trại tiến hành thu gom, phơi khô phân để làm phân bón hữu cơ thương phẩm; 1/3 trang trại vận hành hầm khí sinh học (biogas).
• Quản lý chất thải lỏng:
  • Nông hộ: Xả thải chủ yếu vào mương thoát nước (18 hộ), kênh dẫn nước tưới tiêu (11 hộ) và suối (7 hộ).
  • Thương mại nhỏ: Xả vào mương thoát nước (10 trại), sông (8 trại) và suối (6 trại).
  • Thương mại vừa: 2 trang trại dẫn nước thải vào hệ thống hồ sinh học (lagoon system) và 1 trang trại xử lý qua hầm biogas.
• Thực hành vệ sinh chuồng trại: Phần lớn các cơ sở dội rửa chuồng 2 đến 3 lần mỗi ngày. Có 36/77 cơ sở (47%) chỉ dùng nước giếng khoan/bơm tay; các trang trại còn lại có sử dụng hóa chất oxy hóa khử trùng (bleach, calcium hypochlorite, chlorine) và phun tiêu độc không khí khử trùng giữa các lứa nuôi.

Định lượng lượng chất thải và tải lượng ô nhiễm

Dựa trên tính toán từ hệ số bài tiết: Một con heo thịt giai đoạn choai bài tiết trung bình 0,60 lbs phân khô/ngày. Tại trang trại thương mại vừa có quy mô lớn nhất (9.600 con), tổng lượng chất rắn bài tiết hàng ngày lên tới 1.595.820 lbs và tổng lượng nitơ phát thải đạt 224.170 lbs/ngày. Toàn bộ lượng chất ô nhiễm này nếu không được xử lý triệt để qua các công trình lắng, lọc, phân hủy sinh học sẽ đi theo dòng chảy mặt và hệ thống sông suối nhánh đổ thẳng vào lòng hồ Laguna.

Các vấn đề môi trường và nhận thức về chất lượng nước

Đa số các chuồng nuôi nông hộ đặt rất gần nguồn nước tiếp nhận tự nhiên. Việc xả thải nước dội chuồng (với lưu lượng lên tới 50 lít/con/ngày ở những trại quản lý kém) gây bốc mùi hôi nồng nặc, ảnh hưởng đến các hộ xung quanh, làm phát sinh các triệu chứng kích ứng mắt, mất cảm giác ngon miệng và các bệnh đường hô hấp.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Khảo sát toàn diện cơ cấu chăn nuôi: Ghi nhận 77 cơ sở chăn nuôi với tổng đàn 13.750 con tại 14 đô thị tỉnh Laguna, chứng minh mô hình nông hộ chiếm ưu thế về số lượng cơ sở (60%), nhưng mô hình thương mại vừa chiếm áp đảo về tổng đàn (85,1% tổng số lượng con).
• Xác định các tuyến xả thải nguy hại: Phần lớn nước thải chăn nuôi của các hộ nông hộ và thương mại nhỏ xả thẳng vào mương thoát nước (28/77 cơ sở), sông (8 cơ sở) và suối (13 cơ sở) – các phụ lưu trực tiếp của hồ Laguna de Bay.
• Định lượng tải lượng phát thải: Lập bảng tính toán chi tiết lượng phân, nước tiểu, tổng chất rắn (TS), Nitơ (N), Photpho (P) và Kali (K) bài tiết theo từng nhóm tuổi và quy mô trại, chỉ ra lượng chất thải khổng lồ từ các cơ sở quy mô lớn (lên tới 1,59 triệu lbs TS/ngày cho đàn 9.600 con).

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

• Đối với cơ sở chăn nuôi nông hộ và thương mại nhỏ:
  • Khuyến cáo lắp đặt mô hình hầm ủ khí sinh học bằng ống polyethylene hình ống chi phí thấp (Tubular Polyethylene Digester - TPED) để thu hồi khí methane và xử lý cơ bản chất thải lỏng.
  • Áp dụng phương pháp tách phân và phơi khô phân chuồng (drying of manure) để làm phân bón hữu cơ cho cây trồng, giảm thiểu việc dội rửa phân trực tiếp ra kênh rạch.
  • Phổ cập kỹ thuật ủ phân compost kết hợp nuôi trùn quế (vermicomposting) nhằm biến đổi chất thải rắn thành sản phẩm có giá trị kinh tế.
• Đối với cơ sở chăn nuôi thương mại vừa và lớn:
  • Bắt buộc đầu tư hoàn chỉnh chuỗi xử lý chất thải gồm hầm phân hủy biogas yếm khí kết hợp hệ thống hồ sinh học nhiều bậc (lagoon system).
  • Tăng cường cơ chế kiểm tra định kỳ của Cơ quan Phát triển Hồ Laguna (LLDA) và Cục Quản lý Môi trường (EMB), xóa bỏ lỗ hổng miễn trừ giám sát đối với các nguồn thải nhỏ dưới 30 $\text{m}^3$/ngày nhưng có tính tích lũy cao.

Đóng góp của nghiên cứu

Khóa luận đã tích hợp thành công công cụ GIS (ArcMap 10.2) với số liệu điều tra thực địa để số hóa bản đồ phân bố các điểm chăn nuôi heo tại lưu vực Laguna, cung cấp dữ liệu cơ sở thực chứng giúp các cơ quan quản lý nông nghiệp (CAO/MAO, PVO) và bảo vệ môi trường (LLDA) có cái nhìn trực quan về sự phân bổ nguồn ô nhiễm điểm quanh hồ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

1. Giới hạn về thời gian và địa bàn: Nghiên cứu mới chỉ bao quát 14/30 đô thị/thành phố trong tỉnh Laguna do điều kiện hạn hẹp về thời gian và phương tiện di chuyển của tác giả.
2. Thiếu số liệu phân tích thực nghiệm tại phòng thí nghiệm: Tác giả không trực tiếp lấy mẫu nước mặt và nước thải tại hiện trường để phân tích các chỉ tiêu hóa lý thực tế (BOD, COD, N-NH4+, P-PO43-...) mà phải dựa trên hệ số bài tiết lý thuyết chuẩn của Hoa Kỳ (Hamilton et al., 2015).
3. Trở ngại tiếp cận dữ liệu trang trại lớn: Một số chủ trang trại thương mại quy mô lớn từ chối tham gia khảo sát vì lo ngại các thông tin điều tra có thể bị sử dụng để xử phạt hành chính hoặc xử lý vi phạm môi trường.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng phạm vi điều tra đến toàn bộ 30 đô thị/thành phố và 24 tiểu lưu vực bao quanh hồ Laguna de Bay.
• Kết hợp lấy mẫu nước thải tại cửa xả và mẫu nước hồ định kỳ để kiểm chứng sự tương quan giữa mật độ chăn nuôi trên bản đồ GIS và nồng độ chất ô nhiễm thực tế.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Quản lý Tài nguyên Nước: Cung cấp phương pháp luận mẫu về việc kết hợp công cụ điều tra bảng hỏi xã hội học nông nghiệp với kỹ thuật định vị GPS và phân tích không gian GIS.
• Cán bộ quản lý môi trường tại các địa phương có ngành chăn nuôi phát triển: Tham khảo ma trận đánh giá thực hành xả thải chăn nuôi nông hộ và các giải pháp xử lý chất thải phân tán chi phí thấp (hầm TPED, ủ phân compost, sân phơi phân).

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận chia các cơ sở chăn nuôi heo tại Laguna thành những quy mô nào?

Tác giả phân chia thành 3 nhóm quy mô chăn nuôi:

• Chăn nuôi nông hộ (Backyard): Quy mô từ 20 con heo trưởng thành trở xuống.
• Chăn nuôi thương mại nhỏ (Small Commercial): Quy mô từ 21 đến 999 con.
• Chăn nuôi thương mại vừa (Medium Commercial): Quy mô từ 1.000 đến 9.999 con.

2. Tỷ lệ chất thải của heo được tác giả áp dụng để tính toán tải lượng ô nhiễm là bao nhiêu?

Tác giả áp dụng tỷ lệ bài tiết chuẩn theo nghiên cứu của Hamilton và cộng sự (2015): chất thải bài tiết tự nhiên của heo gồm xấp xỉ 60% phân (chất rắn) và 40% nước tiểu (chất lỏng).

3. Thực trạng xả chất thải lỏng phổ biến nhất của các hộ chăn nuôi tại Laguna là gì?

Thực hành phổ biến nhất ở cả nhóm nông hộ (18/46 hộ) và thương mại nhỏ (10/28 trại) là dùng nước xả trôi chất thải ra khỏi chuồng và để tự chảy trực tiếp vào các mương thoát nước, kênh tưới tiêu hoặc sông suối tự nhiên dẫn thẳng vào hồ Laguna.

4. Tại sao các hộ chăn nuôi heo nông hộ thường nằm ngoài phạm vi giám sát của Cục Quản lý Môi trường (EMB)?

Theo ghi nhận trong tài liệu tham khảo của khóa luận (Macandog và cộng sự), các trang trại nông hộ thường được miễn trừ khỏi diện theo dõi, kiểm soát xả thải của EMB do lưu lượng nước thải phát sinh hàng ngày của từng hộ đơn lẻ nhỏ hơn ngưỡng quy định 30 $\text{m}^3$/ngày.

5. Những giải pháp kỹ thuật nào được Cơ quan Phát triển Hồ Laguna (LLDA) khuyến nghị áp dụng?

LLDA khuyến nghị áp dụng 3 giải pháp chính:

1. Lắp đặt hầm ủ khí sinh học (Biogas digester hoặc hầm TPED bằng túi nhựa polyethylene).
2. Xây dựng hệ thống hồ sinh học nhiều bậc (Lagoon system) để lắng và xử lý sinh học nước thải.
3. Thu gom và phơi khô phân chuồng (Drying of manure) để chế biến làm phân bón hữu cơ cho cây trồng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Rosette Princess Rubina Dela Torre đã phân tích một cách có hệ thống hiện trạng chăn nuôi và nguy cơ ô nhiễm môi trường từ chất thải heo tại 14 đô thị thuộc tỉnh Laguna, Philippines. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù phần lớn các cơ sở là chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ, nhưng sự thiếu hụt các công trình xử lý và thói quen xả thải trực tiếp nước dội chuồng ra kênh rạch đã gây áp lực suy thoái nghiêm trọng lên chất lượng nước hồ Laguna. Các dữ liệu khảo sát kết hợp định vị GIS trong khóa luận cung cấp cơ sở thực tiễn quan trọng cho việc hoạch định chính sách kiểm soát môi trường chăn nuôi và khuyến khích ứng dụng các công nghệ xử lý chất thải sinh học tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY ROSETTE PRINCESS RUBINA DELA TORRE POTENTIAL ADVERSE EFFECTS OF SWINE FARMS TO THE LAGUNA LAKE ENVIRONMENT, PHILIPPINES BACHELOR THESIS Study Mode : Full-time Major : Environmental Science and Management Faculty : International Programs Office Batch : 2013-2017 Thai Nguyen, 2017 DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Degree Program Bachelor of Environmental Science and Management Student name Rosette Princess Rubina Dela Torre Student ID DTN1454290054 Thesis Title Potential Adverse Effects of Swine Farms to the Laguna Lake Environment, Philippines Supervisor (s) Prof. Macandog (Philippines); Associate Prof. Tran Quoc Hung (Vietnam) Abstract: Swine industry is one of the fastest growing livestock subsectors in Laguna. However, as swine population increases throughout the province, a huge amount of wastes being disposed affect to the surrounding environment.

Thus, having this research study conducted. This study aims to: (1) determine the spatial distribution of backyard and commercial swine raisers in the municipalities surrounding Laguna Lake; (2) quantify the amounts of swine waste and corresponding pollutants discharged by backyard and commercial swine raisers; (3) document the swine waste management practices of backyard and commercial swine farms in Laguna; (4) identify and understand the issues facing the swine industry that could have potential adverse effects on water quality of Laguna Lake; (5) suggest policy recommendations for waste management for both the commercial and backyard swine raisers. To solve these questions, a survey questionnaire had been distributed to the swine raisers in the sampled municipalities i and cities in the province of Laguna. The survey results were manually summarized, tabulated and analyzed mainly through Microsoft Excel.

Most of the surveyed swine farms in Laguna used the solid wastes as a fertilizer, but because small commercial and medium commercial swine farms can discharge massive amount of waste, they used biogas digester, septic tank or lagoon system. On the other hand, water to flush waste out of the pens and allowing this to flow to the nearest drainage canal, creek or river is most the common liquid waste disposal of the swine raisers in Laguna. As a result, the current waste disposal and management practices of the respondents also contribute to the environmental degradation of Laguna Lake. Laguna Lake Development (LLDA) highly recommended the installation of biogas digesters, lagoon system and the method of drying manure.

Keywords: (6) waste disposal, adverse effect, waste management Number of Pages: Fifty-nine (59) pages Date of Submission: November 2017 Signature of the Supervisor ii ACKNOWLEDGEMENT This thesis would not have been completed without the valuable help of these people. Foremost, I would like to express my sincere gratitude to my research supervisor, Dr. Macandog, Institute of Biological Science, University of the Philippines at Los Baños (UPLB) in the Philippines for her assistance, patience, motivation and dedicated involvement in every step throughout the process. Her guidance helped me in all the time of research and writing of this study.

Also, I would like to express my sincere thanks to my second thesis adviser, Associate Prof. Tran Quoc Hung, Dean, Faculty of Forestry, Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry (TUAF) in Vietnam for his support, suggestions and valuable guidance on my research study. I take this opportunity to convey my special thanks to several people during the course of my research study. Ronaldo Saludes, and Mr.

Donald Luna for their help, giving valuable advice and for providing references on my study. Anne Jellie Bacani and Mr. Ozzy Boy Nicopior for their help, guidance, and suggestions to map out the necessary GPS coordinates on the study. I wish to express my sincere thanks to the Provincial Veterinary Office (PVO) in Santa Cruz, Laguna for sharing and giving the complete list of population of swine in different municipalities and cities in Laguna.

Also, many thanks to the City Agriculture Office (CAO) of Biñan and Cabuyao, Municipal Agriculture Office (MAO) of Bay, Famy, Kalayaan, Liliw, Luisiana, Majayjay, Nagcarlan, Pagsanjan, Pila, Santa Cruz, Siniloan and Victoria for giving and providing the data regarding to the population of swine and the list of the swine raisers and for allowing me to conduct the survey in their municipality/city. I would not forget to remember the warm help and support of the Municipal/City Agriculturist in Laguna – Mr. Antonio Aguilar of Biñan, Mrs. Annie Magsino and Ms.

Maricris Puma of Nagcarlan, Mrs. Merly Recones of Pagsanjan, Mr. Helwin Del Rosario of Santa Cruz, and Mrs. Marie Villeta of Majayjay, the Barangay City Agriculturist of Pila, Mrs.

Eva Palad and Mr. Mario Talubo, and Mrs. Irma iii Alegros and Mr. Mariano Del Rosario of Cabuyao City Slaughterhouse, their companions and recommendations helped me to save time for conducting the survey.

Also, I heartily thank the 77 swine raisers respondents for their willingness to support and participate in the survey, even though they are busy, they still find time to answer and cooperate in the survey. I am also grateful to my LACASA family, to my principal/administrator in high school Mr. Estrellado, to my friends, to my close friend Rhonalyn P. Agupo and to my best friend John Maverick S.

De Leon for their moral support, for always reminding me to be a positive person, for the sincere and valuable guidance and encouragement to finish this thesis. I really appreciate your concern and help. Most importantly, none of this could have happened without my family and relatives. I owe more than thanks to my parents, my father Rene R.

Dela Torre, my mother Rosele R. Dela Torre, to my siblings, Reneelyn R. Dela Torre and Julius Prince R. Dela Torre for their unconditional love and encouragement and to my grandmother Virginia Rubina for the financial support.

My beloved family served as an inspiration for me to stay optimistic and courageous while having my research. Every time I was ready to quit, you did not let me and I am forever grateful. Above all, to the Almighty, for the guidance, strength, good health, giving knowledge, wisdom and understanding to complete this study. It is solely because of the knowledge, wisdom, and understanding He blessed me with that I was able to finish this research.

To God be the Glory. RPRDT iv TABLE OF CONTENTS LIST OF FIGURES. VII LIST OF TABLES. IX LIST OF ABBREVIATIONS .2 SIGNIFICANCE OF THE STUDY .4 RESEARCH QUESTIONS AND HYPOTHESES .5 SCOPE AND LIMITATIONS .6 DEFINITION OF TERMS.1 SWINE INDUSTRY IN THE PHILIPPINES .2 SWINE MANURE PRODUCTION AS EXCRETED .4 SWINE WASTE MANAGEMENT .5 LOCAL LIVESTOCK RAISING PRACTICES .6 UTILIZATION OF WASTE.1 Latest Record of Swine Population in Laguna.

RESULTS AND DISCUSSION.1 DISTRIBUTION OF BACKYARD AND COMMERCIAL SWINE RAISERS 25 4.1 The Swine Raisers .2 Number of Heads Raised .2 SWINE WASTE MANAGEMENT PRACTICES OF BACKYARD AND COMMERCIAL SWINE FARMS .1 Solid Waste Disposal and Management .2 Liquid Waste Disposal and Management .3 Management of Cleaning Pens.3 AMOUNTS OF SWINE WASTE AND CORRESPONDING POLLUTANTS DISCHARGED BY BACKYARD AND COMMERCIAL SWINE RAISERS TO LAGUNA LAKE .1 Calculation for Excreted Feces .2 Daily Feces Production as Excreted .3 Daily Urine Production as Excreted .4 ISSUES FACING THE SWINE INDUSTRY THAT COULD HAVE POTENTIAL ADVERSE EFFECTS ON WATER QUALITY OF LAGUNA LAKE .1 Nearby Bodies of Water in Surveyed Swine Farms .2 Water Quality Perception. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS. 60 vi LIST OF FIGURES Figure 1. Sampled Municipalities and Cities in Laguna ………………………….

Population of Surveyed Backyard Swine Farms in Laguna ……………… 27 Figure 3. Population of Surveyed Small Commercial Swine Farms in Laguna ……. Population of Surveyed Medium Commercial Swine Farms in Laguna. Location of Surveyed Swine Farms in Laguna ………………………….

Solid Waste Management in Surveyed Backyard Swine Farms ………. Solid Waste Management in Surveyed Small Commercial Swine Farms. Solid Waste Management in Surveyed Medium Commercial Swine Farms ………………………………………………………………………………. Liquid Waste Management in Surveyed Backyard Swine Farms ……….

Liquid Waste Management in Surveyed Small Commercial Swine Farms ……………………………………………………………………………… 33 Figure 11. Liquid Waste Management in Surveyed Medium Commercial Swine Farms ……………………………………………………………………………… 34 Figure 12. Frequency of Cleaning the Swine Pens …………………………………. Different Types of Cleaning Agents …………………………………….

Daily Excretion of Total Solids in Surveyed Swine Farms …………… 39 Figure 15. Daily Excretion of Nitrogen in Surveyed Swine Farms ……. Daily Excretion of Phosphorus in Surveyed Swine Farms ……………. Daily Excretion of Potassium in Surveyed Swine Farms ……………….

Daily Excretion of Nitrogen in Surveyed Swine Farms……………. Daily Excretion of Phosphorus in Surveyed Swine Farms ……………. Daily Excretion of Potassium in Surveyed Swine Farms. Possible Amount of Pollutants (Urine) End Up in Laguna Lake ……….

Possible Amount of Pollutants (Feces) End Up in Laguna Lake ………. Proximity of Swine Raising Operations to the Nearby Bodies of Water. Proximity of Backyard Operations to the Nearby Bodies of Water ……. Proximity of Small Operations to the Nearby Bodies of Water ………… 48 Figure 26.

Proximity of Medium Commercial Operations to the Nearby Bodies of Water ………………………………………………………………………………. Effects of Swine Farms to the Quality of Water ………………………. 51 viii LIST OF TABLES Table 1. Daily Manure Production as Excreted ………………………………… 8 Table 2.

Estimated Typical Manure (urine and feces combined) Characteristics as Excreted by Swine …………………………………………………………… 9 Table 3 Municipalities and Cities in Laguna per cluster ………………………. Frequency and Percentage Distribution of Respondents per Type of Swine Raising Operations ………………………………………………………. Frequency and Percentage Distribution of Swine Population ………… 26 Table 6. Daily Manure Production as Excreted …………………………… 37 Table 7.

Daily Feces Production as Excreted ……………………………. Daily Urine Production as Excreted …………………………………… 38 Table 9. Frequency and Percentage Distribution According to the Perception of the Swine Raisers to the Quality of Water …………………………………… 50 ix LIST OF ABBREVIATIONS ABBREVIATIONS MEANING BAS Bureau of Agricultural Statistics BOD Biological Oxygen Demand COD Chemical Oxygen Demand CAO City Agriculture Office FAO Food and Agriculture Organization K Potassium lbs pounds LLDA Laguna Lake Development Authority MAO Municipal Agriculture Office mg / L milligram per liter N Nitrogen P Phosphorus PSA Philippine Statistical Authority PVO Provincial Veterinary Office Region 3 Central Luzon Region 4A CALABARZON (Cavite, Laguna, Batangas, Rizal, Quezon) TPED Tubular Polyethylene Digester TS Total Solid x PART I.1 Research Rationale In the previous years, livestock production is one of the fastest growing agricultural subsectors in developing countries. Due to continuing rapid population growth, widening urbanization, and income growth in developing countries, the demand for livestock products are rapidly increasing (Delgado 2005).

However, as livestock production increases throughout a country, livestock waste is becoming a serious environmental risk. In the Philippines, swine industry has been at the frontline of livestock production development for many years (Philippine Star 2016). It consists of backyard and commercial swine operations. Moreover, it is also the second largest economic activity in the country‟s agricultural sector coming in second to rice (Barroga, undated).

Further, swine industry is one of the best economic opportunities for Filipinos and can create employment, especially in rural areas. Swine production increased from 1,011.31 thousand metric tons to 1,076.53 thousand metric tons live weight for the first half of 2016 and this was 6.45 percent higher than 2015 level output (PSA July 2016). However, being the largest and most organized industry among the local livestock industries, the increasing population of swine can also produce a huge amount of waste that has a direct impact to the environment (FAO 2014). It can create and worsen some environmental concerns including – accumulation of nutrients into the soil, eutrophication of water bodies, and atmospheric pollution (global warming, ammonia, odors, dust) (Jongbloed 2008).

1 Swine population in the Philippines is well concentrated in Region 3 and Region 4-A. As of July 2016, these regions contributed 30 percent of the total swine inventory (PSA 2016). Swine wastes coming from these regions are one of the major sources of pollution of Manila Bay and Laguna Lake. Laguna, one of the provinces in Region 4-A, has high rates of population growth, urbanization and industrialization.